(57)【要約】【課題】簡単な構造でロット待機中にプローブ針を介してプローブカードの温度を保持することができ、そのときプローブ針を損傷しにくい、半導体素子の試験装置および半導体素子の試験方法を提供する。【解決手段】ロット待機中であることを検知すると、ステージ１１にクリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３をロードし、その表面の温度を試験温度に近づけるように温度調節する。そして、試験時の針圧より低い針圧でプローブ針２２の少なくとも一部をクリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３に接触させる。【選択図】        図１
2005019788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度調節装置を備え、半導体素子を含んだ半導体ウェハが載置されるステージと、前記ステージの上方に位置して、半導体ウェハにコンタクトするための複数のプローブ針を有するプローブカードとを備え、前記複数のプローブ針を前記半導体ウェハに接触させて前記半導体素子の試験を行なう半導体素子の試験装置であって、
前記複数のプローブ針の少なくとも一部に接触可能で、かつ、その表面の温度を半導体素子の試験温度に近づけるように温度調節可能な温度調節部と、
ロット待機中であることを検知すると、前記温度調節部の表面の温度を試験温度に近づけるように温度調節すると共に試験時の針圧より低い針圧で前記プローブ針の少なくとも一部を前記温度調節部に接触させるように制御する、制御器と、を備えた、半導体素子の試験装置。
【請求項２】
前記温度調節部を、前記ステージに装着されたクリーニングウェハまたはダミーウェハのいずれかで構成し、
前記制御器は、ロット待機中であることを検知すると、格納スロットから前記クリーニングウェハまたはダミーウェハをステージ上にロードするように制御する、請求項１に記載の半導体素子の試験装置。
【請求項３】
前記温度調節部を、前記プローブ針をクリーニングするためのクリーニングユニットで構成し、前記クリーニングユニットは温度調節装置を有する、請求項１に記載の半導体素子の試験装置。
【請求項４】
半導体素子を含んだ半導体ウェハが載置されるステージと、前記ステージの上方に位置して半導体ウェハにコンタクトするための複数のプローブ針を有するプローブカードとを備えた半導体素子の試験装置を用いて、複数枚の半導体ウェハで構成する各試験ロットを順次試験する半導体素子の試験方法であって、
ロット待機中に、前記温度調節部の温度を半導体素子の試験温度に近づけるように温度を調節する工程と、
ロット待機中に、試験時の針圧より低い針圧で前記プローブ針の少なくとも一部を前記温度調節部に接触させる工程とを含む半導体素子の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プローブ針を半導体ウェハに接触させて半導体ウェハに形成された半導体素子の試験を行う、半導体素子の試験装置および半導体素子の試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から複数のプローブ針を有するプローブカードを備えた半導体素子の試験装置が用いられている。この試験装置においては、このプローブ針を半導体ウェハに接触させ、この各半導体ウェハに含まれる半導体素子の試験を行う。
【０００３】
このような半導体素子の試験においては、通常、複数の半導体ウェハをまとめて一単位とした試験ロットを、試験装置に装填する。装填された試験ロットに含まれる半導体ウェハは、試験装置によって順次ロードされて試験が行なわれる。試験ロットに含まれる半導体ウェハの試験が終了すると、作業者が試験ロットを入れ替えて、次の試験ロットに含まれる半導体ウェハの試験が行なわれる。
【０００４】
一方、半導体素子の試験においては、常温のみならず、半導体素子を比較的高温や、逆に低温に保った状態での試験も行われる。このような場合、プローブカードや、それを支持する支持構造の熱膨張や、熱収縮が問題となる。熱膨張や熱収縮により、プローブカードや、その支持構造が変形すると、プローブ針の針先の位置が変化する。この針先の位置の変化の影響により、プローブ針が半導体ウェハに十分に接触しなくなり、接触不良を起こすことがある。逆に、プローブ針が、半導体ウェハに強く接触し過ぎて、プローブ針を損傷する恐れがある。
【０００５】
このような温度変化による不具合を回避するため、試験温度において適切な位置にプローブ針の先端が位置するよう構成したプローブカードを用いている。そして、試験前にプローブ針を半導体ウェハにコンタクトさせ、この状態で半導体ウェハを加熱または冷却して、プローブカードおよびその支持構造を十分に加熱または冷却してから、試験を開始している。これにより、プローブ針の針先が、適切な位置に位置した状態で試験開始することができる。
【０００６】
上述のように、半導体素子の試験においては、複数枚の半導体ウェハを一単位とした、試験ロットごとに試験を行なっている。各試験ロットに含まれる半導体ウェハは、試験装置により順次ロードされるので、その試験間隔、すなわち、プローブ針と、加熱または冷却された半導体ウェハとが離れる時間は短時間である。そのためプローブ針が半導体ウェハから離れることによる温度変化の影響は小さい。
【０００７】
しかし、試験ロットの入れ替えは作業者により行なわれるため、ロット待機時間は比較的長時間となる。そのため、次の試験ロットを待機する、ロット待機中にプローブカードやその支持構造の温度が試験装置内部の雰囲気の温度と同程度となる。その結果、プローブ針の先端が、適切な位置からずれてしまう。その状態で、次の試験ロットの試験を開始すると、プローブ針が半導体ウェハの適切な位置に接触しなかったり、プローブ針が強く接触しすぎてプローブ針を損傷したり、プローブ針が半導体ウェハに届かず試験ができない恐れがある。
【０００８】
これを回避するため、従来の試験装置では、試験ロット待機中には、ステージの上方数百μｍ程度にプローブ針の先端を位置させて、プローブ針およびプローブカードの温度変化を抑制するようにしていた。しかし、近年、従来より過酷な温度、すなわち、従来より高温または低温での試験に対する要求が高まっている。
【０００９】
このような極端に高温または低温における試験を行なう場合、プローブカードもその高温または低温に保つ必要がある。ロット待機中に、従来の試験装置のようにステージの上方でプローブ針を待機させるだけでは、プローブ針およびプローブカードに伝わる熱量が十分でない。そのため、プローブカードは、試験装置の内部の空気により冷却または加熱され、比較的短時間でプローブカードの温度が変化する。これによりプローブ針の位置が大きくずれるため、次の試験ロットに対する試験において支障をきたす恐れがある。
【００１０】
ここで、半導体ウェハに形成された半導体素子の試験を行なう試験装置として、特許文献１または２に記載されたようなものがある。特許文献１に開示された試験装置においては、プローブカード下面のプローブ針の近傍にヒータを設けている。そして、半導体ウェハの交換時には、ヒータに通電することにより、プローブ針を予備加熱するようにしている。また、ヒータによる加熱に代えて、ステージに装着されて加熱された半導体ウェハに、プローブ針を接触させてプローブカードを予備加熱することも開示されている。
【００１１】
また、特許文献２に開示された試験装置においては、プローブカードの内部に電熱線を内蔵させたり、内部の雰囲気の温度調整を行なう、温風循環装置などを設けている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平５−１７５２８９号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開平６−３４９９０９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１および２記載の試験装置においては、プローブ針を予備加熱するために、プローブカードに別途ヒータや温風循環装置などを設ける必要があり、試験装置が複雑になるという問題がある。また、ステージに装着されて加熱された半導体ウェハにより、プローブカードを加熱する場合には、特許文献１に記載されているように、プローブ針の針先がチップ上を擦過して、半導体ウェハを損傷する恐れがある。また、このときプローブ針を損傷する恐れもある。
【００１５】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡単な構造でロット待機中にプローブ針を介してプローブカードの温度を保持することができ、そのときプローブ針を損傷しにくい、半導体素子の試験装置および半導体素子の試験方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に基づいた半導体素子の試験装置に従えば、温度調節装置を備え半導体素子を含んだ半導体ウェハが載置されるステージと、ステージの上方に位置して、半導体ウェハにコンタクトするための複数のプローブ針を有するプローブカードとを備えている。この半導体素子の試験装置においては、複数のプローブ針を半導体ウェハに接触させて試験を行なう。また、この半導体素子の試験装置は、複数のプローブ針の少なくとも一部に接触可能で、かつ、その表面の温度を半導体素子の試験温度に近づけるように温度調節可能な温度調節部と、ロット待機中であることを検知すると、温度調節部の表面の温度を試験温度に近づけるように温度調節すると共に試験時の針圧より低い針圧でプローブ針の少なくとも一部を温度調節部に接触させるように制御する、制御器とを備えている。
【００１７】
この発明に基づいた半導体素子の試験方法に従えば、半導体素子を含んだ半導体ウェハが載置されるステージと、ステージの上方に位置して半導体ウェハにコンタクトするための複数のプローブ針を有するプローブカードとを備えた半導体素子の試験装置を用いて、複数枚の半導体ウェハで構成する各試験ロットを順次試験して半導体素子の試験が行なわれる。またこの半導体素子の試験方法は、ロット待機中に、温度調節部の温度を半導体素子の試験温度に近づけるように温度を調節する工程と、ロット待機中に、試験時の針圧より低い針圧でプローブ針の少なくとも一部を温度調節部に接触させる工程とを含んでいる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１における半導体素子の試験装置について、図１から図９を参照して説明する。なお、図１は、本実施の形態における半導体素子の試験装置の動作の概要を示す説明図である。図２は、プローブカードの構造を示す斜視図である。図３は、プローブカードの支持構造を示す断面図である。図４は、クリーニングウェハの構造を示す断面図である。図５は、ダミーウェハの構造を示す断面図である。図６は、半導体素子の試験装置の動作を示すフローチャートである。図７から９は、半導体素子の試験装置の構造および動作を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【００１９】
本実施の形態の半導体素子の試験装置１は、温度調節装置としての熱交換器１２と、半導体素子を含んだ半導体ウェハ３１が載置されるステージ１１と、ステージ１１の上方に位置して、半導体ウェハ３１にコンタクトするための複数のプローブ針２２を有するプローブカード２１とを備えている。そして、図１（ａ）に示すように、複数のプローブ針２２を半導体ウェハ３１に接触させて半導体素子の試験を行なう。
【００２０】
また、この試験装置１は、複数のプローブ針２２の少なくとも一部に接触可能で、かつ、その表面の温度を半導体素子の試験温度に近づけるように温度調節可能な温度調節部としてのクリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３を備えている。さらに、試験装置１は、制御器１６を備え、制御器１６に制御されて、ロット待機中であることを検知すると、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３の表面の温度を試験温度に近づけるように温度調節する。同時に、制御器１６に制御されて、試験時の針圧より低い針圧でプローブ針２２の少なくとも一部をクリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３に接触させる。この制御器１６は、試験装置１のいずれの位置に取り付けられていてもよい。
【００２１】
図２に示すように、プローブカード２１は、ポリイミド樹脂で構成された平坦な円盤型のプリント基板の下面に、複数のプローブ針２２を２列に配設して構成されている。ここでは、プローブ針２２を２列に配設しているが、たとえば８列以上に配設してもよい。プローブ針２２は、タングステンやパラジウムなどの金属で構成されている。プローブ針２２は、プローブカード２１に斜めに傾斜するように取り付けられ、その中間部で下向きに屈曲している。プローブ針２２は、プローブカード２１に直角に取り付けてもよい。プローブ針２２は、その先端を半導体素子の電極に接触させ使用される。そのためプローブ針２２の間隔は、半導体ウェハ３１に設けた半導体素子の電極の間隔に適合するように設定されている。
【００２２】
半導体素子の試験においては、半導体素子を比較的高温や、逆に低温に保った状態での試験も行われる。その場合には、プローブカード２１の熱膨張または熱収縮を考慮して、試験温度においてプローブ針２２の先端の間隔が、半導体ウェハ３１の電極の間隔と一致するように設定したプローブカード２１を使用する。
【００２３】
プローブ針２２の基部には、図示しない、電極であるランドが設けられている。ランドとプローブ針２２とはプローブカード２１の内部で連結されている。プローブカード２１の上面には、図示しない、ランドに電気的に接続された端子であるポゴ座が設けられている。ポゴ座には、ポゴピンが圧接される。このポゴピンは、電気信号を半導体素子に入出力するためのテスターに設けられている。これにより半導体素子からの信号は、プローブ針２２、ランド、ポゴ座、ポゴピンを介してテスターに伝送される。
【００２４】
プローブカード２１は、図３に示すように、リング状のカードリング２４により支持されている。カードリング２４は、中央部が円形に開口しているものが多く、円形の外径を有する。カードリング２４は金属で構成されている。カードリング２４の下部には、プローブカード２１の外周部を載置するための段部２４ａが設けられている。プローブカード２１の位置決めにおいては、段部２４ａの上面が基準面となる。カードリング２４は、試験装置本体に固定される。
【００２５】
半導体ウェハ３１を保持するステージ１１は、円柱状に構成され、その上端面に半導体ウェハ３１を固定することができる。ステージ１１の内部には、温度調節装置としての熱交換器１２が設けられており、ステージ１１を加熱または冷却することができる。ステージ１１を加熱または冷却することにより、半導体ウェハ３１を加熱または冷却することができる。
【００２６】
また、ステージ１１は、昇降および水平移動可能に構成されている。ステージ１１は、半導体素子の試験中においては、プローブカード２１の下方に位置する。半導体ウェハ３１がステージ１１上にロードされると、ステージ１１は上昇して半導体ウェハ３１の半導体素子にプローブ針２２をコンタクトさせる。半導体素子の試験が終了すると、ステージ１１は下降して、プローブ針２２は、半導体ウェハから離間する。その状態で、ステージ１１上の半導体ウェハ３１を交換する。
【００２７】
半導体ウェハ３１は、複数枚の半導体ウェハ３１をひとまとめにした試験ロットの状態で、試験装置１に投入される。試験装置１は、図７に示すようなロット投入口１７を有している。ロット投入口１７は、開閉可能であり、その内部に試験ロットを格納することができる。試験装置１は、さらに格納スロット１８を備えており、その内部にクリーニングウェハ３２やダミーウェハ３３を格納することができる。格納スロット１８は、複数枚のウェハを格納できることが望ましい。
【００２８】
クリーニングウェハ３２は、図４に示すように、ウェハ３２ｂの上面にクリーニングシート３２ａを接着したものである。クリーニングシート３２ａは、研磨砥粒を含む樹脂などからなり、プローブ針２２の先端をクリーニングすることができる。
【００２９】
ダミーウェハ３３は、図５に示すような、半導体ウェハ３１と同一形状のウェハである。ダミーウェハ３３の表面には、プローブ針２２を当接したとき、プローブ針２２の先端を損傷しないように、柔らかいアルミニウムなどの金属膜３３ａが蒸着されている。ただし、アルミニウムにプローブ針２２の針先を接触させておくと、プローブ針の針先に酸化アルミが付着する恐れがあるので、チタンやタンタル系の金属などを蒸着しておくことがより好ましい。
【００３０】
上述のように、プローブカード２１は、温度変化によりその平面方向に変形する。同時に、プローブカード２１は、プローブカード２１の下面と上面との温度差の影響により、図１（ａ）および図１（ｂ）に誇張して示すように面外方向にも変形する。図１（ａ）および図１（ｂ）は、いずれも半導体ウェハ３１を高温に加熱して行なう試験の状態を表している。
【００３１】
半導体ウェハ３１を加熱した場合には、プローブカード２１の下面が加熱され、プローブカード２１の上面より高温になる。その結果、プローブカード２１の下面側の膨張率が上面側の膨張率より大きくなり、プローブカード２１は、下に凸の曲面を構成する。プローブカード２１は、その外周縁がカードリング２４により支持されているので、プローブカード２１の中央部付近に設けられたプローブ針２２の基端部は、基準面をなす、段部２４ａの上面より、下側に移動する。さらには、カードリング２４も膨張し、基準面自体が下方向に移動する。その結果、プローブ針２２の先端は下方向に移動する。
【００３２】
一方、半導体ウェハ３１を常温より低温に冷却して試験を行なう場合には、上述の高温にする場合と全く逆となる。プローブカード２１は、上に凸の曲面を構成するように変形する。それに伴って、プローブ針２２の先端は上方向に移動する。
【００３３】
このように、半導体ウェハ３１の試験温度にしたがって、プローブ針２２の針先は変位する。そこで、半導体素子の試験装置の制御器１６に、各試験温度におけるプローブ針２２の変位を予め記憶しておき、試験温度に応じてステージ１１を昇降させて微調整するようにしている。したがって、半導体ウェハ３１の試験中において、プローブカード２１の温度は、半導体ウェハ３１の試験温度に常に対応する温度でなければならない。
【００３４】
半導体ウェハ３１を加熱して行なう試験において、試験温度に対応する温度よりプローブカード２１の温度が低い場合には、プローブカード２１の変形が小さい。そのためプローブ針２２の位置は、試験を開始した後において、予め記憶された位置よりも下側に位置する。この場合には、ステージ１１を所定の位置まで移動させると、プローブ針２２の先端が半導体ウェハ３１の電極に強く当接されすぎるため、プローブ針２２および半導体ウェハ３１を損傷する恐れがある。
【００３５】
また、半導体ウェハ３１を冷却して行なう試験において、試験温度に対応する温度よりプローブカード２１の温度が高い場合には、プローブカード２１の変形が小さいため、プローブ針２２の位置は、試験を開始した後において、予め記憶された位置より上側に位置する。この場合には、ステージ１１を所定の位置まで移動させても、プローブ針２２が半導体ウェハ３１の電極に接触しない恐れがある。
【００３６】
この現象は、極端な高温や低温の試験において特に問題となる。たとえば半導体ウェハ３１を１００℃以上に加熱して行なう試験においては、熱によるプローブカード２１の変形が大きい上、半導体ウェハ３１からプローブカード２１のプローブ針２２が離れている間の温度変化が大きくなる。同一ロットの試験において半導体ウェハ３１を順次交換するとき、半導体ウェハ３１とプローブ針２２とは離れるが、その時間は通常数秒から数十秒程度でありほとんど問題とならない。しかし、試験ロットの交換は、作業者が行なうため、比較的長時間となり、数十分程度の間隔があくことが通常であり、次のロットの準備状況によっては、数時間になることもある。このようなロット待機中のプローブカード２１の温度変化は、近年、極端な高温や低温での半導体素子の試験への需要が高まるにしたがって、特に問題となりつつある。
【００３７】
本実施の形態の半導体素子の試験装置においては、このような温度変化が発生しやすい状況であるロット待機中に、プローブカード２１の温度変化を抑制するため、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３を温度調節部として用いている。その手順を次の図６から図９を参照しながら説明する。
【００３８】
試験ロットを投入し、試験ロット内の各半導体ウェハ３１を順次ステージ１１上にロードして、試験ロットに含まれる半導体ウェハ３１の試験を行なう。試験ロットの最後の半導体ウェハ３１の試験が終了したことを検知すると、制御器１６に制御されて、図７に示すように、ステージ１１が下降する。
【００３９】
次に制御器１６に制御されて、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３がロードされる。このとき、ステージ１１の内部の熱交換器１２により温度調節されて、ステージ１１は試験温度に保たれている。ステージ１１上にロードされた、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３は、ステージ１１により加熱または冷却されて、ステージ１１と同一の温度、すなわち、試験温度となる。
【００４０】
図８に示すように、制御器１６に制御されて、ステージ１１が上昇する。そして、図９に示すように、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３が、プローブ針２２に接触する。これにより、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３の熱が、プローブ針２２を介してプローブカード２１に伝わる。その結果、プローブカード２１は、試験温度に対応する温度となる。なお、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３の温度は試験温度と同一にすることが好ましいが、必ずしも試験温度と同一にする必要はない。クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３の温度を、試験温度に近い温度にすることで、プローブカード２１の温度をある程度維持することができる。
【００４１】
その状態で、次の試験ロットが投入されるまで待機する。これにより、プローブカード２１は、常に試験温度に対応する温度に保たれるので、プローブカード２１の変形が不充分なために生ずる上述の不具合を無くすることができる。また、次の試験ロットの試験を開始する前に、再度予備加熱を行なう必要が無いので、迅速に試験を開始することができる。
【００４２】
ここで、プローブ針２２を、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３に当接させるのは、プローブカード２１の温度を維持することを目的としている。したがって、半導体素子の試験を行う場合と異なり、全てのプローブ針２２がクリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３に完全に当接している必要は無い。一部のプローブ針２２がクリーニングウェハ３２やダミーウェハ３３に当接していれば、当接したプローブ針２２を介してプローブカード２１に熱が伝わり、プローブカード２１の温度を維持することができる。そこで、プローブ針２２を、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３に当接する場合には、プローブ針２２をこれらに当接する針圧が低くなるようにしている。これにより、プローブカード２１の温度を維持するために行う、上記の工程において、プローブ針２２の余計な損傷を回避することができる。
【００４３】
プローブ針２２の針圧は、ステージ１１の上昇量によって決定される。複数のプローブ針２２の先端の高さには、多少のばらつきがある。そのため、通常の試験においては、ステージ１１をプローブ針２２の針先の平均高さまで上昇させ、さらに所定量上昇させることで、全てのプローブ針２２を半導体素子に確実にコンタクトさせるようにしている。この平均高さからさらに上昇させる量のことをオーバードライブ量と呼んでいる。このオーバードライブ量が大きくなるほど、プローブ針２２の針圧が高くなる。
【００４４】
プローブカード２１の温度を維持するために行なう、プローブ針２２をクリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３に当接する工程においては、上記のオーバドライブ量を、ゼロまたはマイナス値にしている。オーバドライブ量が、ゼロの場合には、プローブ針２２の約半数が、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３に当接される。また、オーバドライブ量が、マイナス値の場合には、その大きさにしたがって、当接するプローブ針２２の数が変化する。この大きさは、プローブ針２２の針先の高さのばらつきなどに応じて適宜決定すればよい。
【００４５】
上記のようにオーバドライブ量をゼロまたはマイナス値にすることにより、プローブ針２２の針圧を小さくすることができる。これにより、プローブカード２１の温度を維持する工程における、プローブ針２２の損傷の可能性を低減することができる。
【００４６】
なお、オーバドライブ量は、プラスであってもその大きさを通常の試験の大きさより小さくすれば、通常の試験よりプローブ針２２の針圧を小さくすることができる。これにより、プローブ針２２の損傷の可能性を多少は小さくすることができる。
【００４７】
上述の格納スロット１８は、通常の半導体素子の試験装置には既に設けられている。格納スロット１８に、クリーニングウェハ３２またはダミーウェハ３３を格納すると共に、制御器１６のみを変更して、上述のような制御を行なうようにすれば、本実施の形態の半導体素子の試験装置を実現することができる。
【００４８】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２における半導体素子の試験装置について、図１０から図１４を参照して説明する。なお、図１０は、本実施の形態における半導体素子の試験装置の動作の概要を示す説明図である。図１１は、半導体素子の試験装置の動作を示すフローチャートである。図１２から１４は、半導体素子の試験装置の構造および動作を示す一部を切り欠いた斜視図である。実施の形態１と対応する構成については同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００４９】
本実施の形態では、温度調節部として、クリーニングユニット１９を用いている。図１０（ａ）に示すように、試験が終了すると、クリーニングユニット１９がプローブカード２１の下方に移動する。続いて、図１０（ｂ）に示すように、プローブカード２１の下方に移動したクリーニングユニット１９を上昇させて、プローブ針２２に当接する。これにより、プローブカード２１の温度を保持するものである。
【００５０】
クリーニングユニット１９は、ステージ１１と同様に、昇降および水平移動が可能である。クリーニングユニット１９は、本来は、プローブ針２２の先端を研磨するものである。プローブ針２２のクリーニングを行なう場合には、クリーニングユニット１９の上面をプローブ針２２に当接する。このとき、制御器１６により制御されてクリーニングユニット１９の高さを調節することができ、これによりプローブ針２２の、クリーニングユニット１９への針圧を調節することができる。この針圧の調整もステージ１１と同様に行なわれる。すなわち、クリーニングユニット１９の上面をプローブ針２２の先端の平均高さに一致する点を原点として、そこからのオーバドライブ量を加減することにより行なわれる。
【００５１】
クリーニングユニット１９の表面には、セラミックなどで構成された平板が配設されている。クリーニングユニット１９の表面のセラミック板に代えて、樹脂などからなるクリーニングシートを接着してもよい。
【００５２】
クリーニングユニット１９の内部には、温度調節装置が設けられている。ここでは、温度調節装置は、熱交換器１９ａで構成されている。これにより、温度調節部としてのクリーニングユニット１９の表面の温度を試験温度と同等の温度にすることができる。
【００５３】
次に、ロット待機中にプローブカード２１の温度を保持する動作について、説明する。図１１および図１２に示すように、試験ロットに含まれる最後の半導体ウェハ３１の試験が終了したことを検知すると、制御器１６に制御されて、半導体ウェハ３１をロット投入口１７に格納する。同時に、ステージ１１が退避し、クリーニングユニット１９がプローブカード２１の下方に移動する。クリーニングユニット１９は、制御器１６に制御されて、予め熱交換器１９ａにより、加熱または冷却されて、試験温度と同等の温度に調節されている。
【００５４】
図１３に示すように、プローブカード２１の下方に移動したクリーニングユニット１９は、制御器１６に制御されて上昇し、その上面をプローブ針２２に当接する。このとき、そのオーバドライブ量は、ゼロまたはマイナスとする。これにより、プローブ針２２のクリーニングユニット１９への針圧は、通常の試験時の針圧より小さくなる。
【００５５】
このようにすることで、クリーニングユニット１９の熱がプローブ針２２を介してプローブカード２１に伝わり、プローブカード２１の温度を試験温度に対応する温度に維持することができる。その結果、プローブカード２１の温度が、試験温度に対応する温度から変化することによる不具合を無くすことができる。また、プローブ針２２の針圧は、通常の試験時より小さく設定されているので、プローブ針２２を損傷する可能性を低減させることができる。
【００５６】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に基づいた実施の形態１における半導体素子の試験装置の動作の概要を示す、説明図である。
【図２】この発明に基づいた実施の形態１におけるプローブカードの構造を示す、斜視図である。
【図３】この発明に基づいた実施の形態１におけるプローブカードの支持構造を示す、断面図である。
【図４】この発明に基づいた実施の形態１におけるクリーニングウェハの構造を示す、断面図である。
【図５】この発明に基づいた実施の形態１におけるダミーウェハの構造を示す、断面図である。
【図６】この発明に基づいた実施の形態１における半導体素子の試験装置の動作を示す、フローチャートである。
【図７】この発明に基づいた実施の形態１における半導体素子の試験装置の構造および動作を示す、一部を切り欠いた斜視図である。
【図８】この発明に基づいた実施の形態１における半導体素子の試験装置の構造および動作を示す、一部を切り欠いた斜視図である。
【図９】この発明に基づいた実施の形態１における半導体素子の試験装置の構造および動作を示す、一部を切り欠いた斜視図である。
【図１０】この発明に基づいた実施の形態２における半導体素子の試験装置の動作の概要を示す、説明図である。
【図１１】この発明に基づいた実施の形態２における半導体素子の試験装置の動作を示す、フローチャートである。
【図１２】この発明に基づいた実施の形態２における半導体素子の試験装置の構造および動作を示す、一部を切り欠いた斜視図である。
【図１３】この発明に基づいた実施の形態２における半導体素子の試験装置の構造および動作を示す、一部を切り欠いた斜視図である。
【図１４】この発明に基づいた実施の形態２における半導体素子の試験装置の構造および動作を示す、一部を切り欠いた斜視図である。
【符号の説明】
１  試験装置、１１  ステージ、１２  熱交換器（温度調節装置）、１６  制御器、１８  格納スロット、１９  クリーニングユニット、１９ａ  熱交換器（温度調節装置）、２１  プローブカード、２２  プローブ針、３１  半導体ウェハ、３２  クリーニングウェハ、３３  ダミーウェハ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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